DE2529862C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von elektrischen Zellen und nach diesem Verfahren gefüllte elektrische Zellen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von elektrischen Zellen und nach diesem Verfahren gefüllte elektrische ZellenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Zellen, die einen Raum mit einer flüssigen Anode, einen Raum mit
einer flüssigen Kathode, einen Feststoffelektrolyten zwischen Anode und Kathode, eine Stromsammeleinrichiung
sowie eine Einrichtung zum Festhalten der flüssigen Anode durch Kapillarwirkung, um denjenigen
Teil der Oberfläche des Feststoffelektrolyten zu »benetzen«,
der an den Raum der flüssigen Anode angrenzt, aufweist. Ausführungsbeispiele solcher elektrischen
Zellen sind in den zugehörigen Patentanmeldungen P 24 24 639.7 und P 25 09 982:5 beschrieben.
Beispiele von Festhalteeinrichtungen, mit denen sichergestellt
wird, daß die flüssige Anode stets die Oberfläche des Feststoffelektrolyten »benetzt«, wenn der Pegel
der flüssigen Anode während der Entladung der elektrischen Zelle abfällt, sind eine Drahtmaschenanordnung,
die als Docht wirkt, oder ein schmaler Ringraum, der durch ein konzentrisch zu einem rohrförmigen
Feststoffelektrolyten verlaufendes Metallrohr gebildet wird.
Einige Materialien für die flüssige A'iode »benetzen«
die zum Bau der Festhalteeinrichtung verwendeten Materialien oder die FeststoffelektiOlyten nicht bei der
Temperatur, bei welcher die elektrische Zelle normalerweise mit der flüssigen Anode während des Baus dieser
Zelle gefüllt wird. Im Falle einer elektrischen Zelle, bei der Natrium als flüssige Anode, ein Stahldraht-Maschenwerk
als Festhalteeinrichtung und Beta-Aluminiumoxid als Feststoffelektrolyt verwendet werden, würde
die elektrische Zelle normalerweise bei einer Temperatur von annähernd 150°C gefüllt werden, da Natrium
geschmolzen ist und leicht bei dieser Temperatur fließt. Natrium »benetzt« aber Stahl oder Beta-Aluminiumoxid
bei dieser Temperatur nicht, und weil ein »Benev zen« für die vorerwähnte Kapillarwirkung notwendig
ist, wird das flüssige Natrium die Festhalteeinrichtung während des Verfahrensschrittes des Füllens der Zelle
nicht durchdringen. Das flüssige Natrium wird nur den Stahl und das Beta-Aluminiumoxid »benetzen«, wenn
eine Erwärmung auf etwa 3600C erfolgt, welches die
ίο Betriebstemperatur der elektrischen Zelle ist, und bei
360°C dauert es einige Stunden, bis das flüssige Natrium die Festhalteeinrichtung unter Kapillarwirkung durchdringt
In diesen Fällen entsteht eine unvermeidliche Verzögerung, bevor die Zelle in der Lage ist, ihre maximale
elektrische Ausgangsleistung zu erzeugen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verzögerung, die notwendig ist, um ein Durchdringen
einer flüssigen Elektrode in die Festhalteeinrichtung und ein »Benetzen« der Oberfläche des Elektrolyten zu erreichen,
reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird ein VerfaV.isn zum Füllen einer
elektrischen Zelle geschaffen, die ei;ien Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten
und eine Festhalteeinrichtung im Raum zum Festhalten der flüssigen Elektrode und zum Benetzen des Elektrolyten
aufweist, wobei das Verfahren darin besteht, daß in den Raum flüssiges Elektrodenmaterial eingebracht
wird, daß die Festhalteeinrichtung mit dem flüssigen Elektrodenmaterial in Kontakt gebracht wird und daß
das flüssige Elektrodenmaterial einem Druck ausgesetzt wird, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial
durch die Festhalteeinrichtung hindurch zu zwingen und dadurch den Elektrolyten zu benetzen.
Vorzugsweise wird das flüssige Elektrodenmaterial durch ein Gas unter Druck gesetzt, welches auf die Flüssigkeit
einwirkt, obwohl es auch durch ein Druckerzeugungsmittel, z. B. einen Kolben, unter Druck gesetzt
werden könnte, der direkt auf die Flüssigkeit einwirkt.
Vorzugsweise wird die elektrische Zelle evakuiert, bevor die Festhalteeinrichtung mit der flüssigen Elektrode in Kontakt gebracht wird.
Vorzugsweise wird die elektrische Zelle evakuiert, bevor die Festhalteeinrichtung mit der flüssigen Elektrode in Kontakt gebracht wird.
Die flüssige Elektrode ist vorzugsweise eine erhitzte Flüssigkeit, die sich bei Abkühlung verfestigt. Beispielsweise
kann die flüssige Elektrode Natrium oder Lithium sein.
Der Raum der Zelle kann teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial gefüllt werden, ein inertes Gas (welches
das gleich sein kann wie dasjenige, welches zum Unterdrucksetzen des flüssigen Elektrodenmaterial
verwendet wird) wird in den Raum oberhalb der flüssigen Elektrode eingebracht, und die Zelle wird abgedichtet,
um das Gas in dem Raum zu fangen. Der Druck des Gafs wird so ausgewählt, daß er ausreicht, um sicherzustellen,
daß die flüssige Elektrode in der Halteeinrichtung sowohl vor r?em als auch während des Betiiebes
der Zelle bleibt. In dem Fall, bei dem der flüssigen Elektrode
die Möglichkeit gegeben wird, sich zu verfestigen, nachdem die Zelle gefüllt ist, und nachfolgend wieder in
einen geschmolLenen Zustand erhitzt wird, wenn die Zelle zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet
werden soll, sollte der Druck des Gases oberhalb der Elektrode vor dem Wiedererhitzen der Elektrode in den
geschmolzenen Zustand so ausgewählt werden, daß sich der Gasdruck bis zu einem sicheren Pegel ohne Beschädigung
der Zelle erhöhen kann. Daher kann der Druck des Gases in dem Raum über oder unter dem Druck
liegen, der notwendig ist, um die flüssige Elektrode in die Festhalteeinrichtung zu drücken. Das Gas kann in
den Raum oberhalb der Elektrode eingebracht werden, während die Elektrode eine Flüssigkeit ist oder nachdem
sie sich verfestigt hat. Geeignete Gase sind Argon, Helium oder Stickstoff,
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Füllen einer elektrischen Zelle
geschaffen, die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten und eine Festhalteeinrichtung
zum Festhalten des flüssigen Elektrodenmaterials und zum Benetzen der Elektrode aufweist, wobei
die Vorrichtung ferner eine Meßkammer aufweist zur Aufnahme von flüssigem Elektrodenmaterial und die
Meßkammer eine Einrichtung zum Verbinden derselben mit einer elektrischen Zelle aufweist, ferner eine
Einrichtung zum Zuführen von flüssigem Elektrodenmaterial nach der Meßkammer, eine Einrichtung, die
das Innere der Kammer einem reduzierten Druck unterwirft, so w ic eine Einrichtung auf weis', welche das flüssige
Elektrodenmaterial einem Druck aussetzt, der ausreicht,
um das flüssige Elektrodenmaterial durch die Festhalteeinrichtung hindurchzuzwingen und dadurch
den Elektrolyten zu benetzen.
Ein Vorratsbehälter zur Aufnahme eines Vorrates an flüssigem Elektrodenmaterial kann mit der Meßkammer
verbunden sein.
Die Meßkammer kann mit der Zelle über einen Füllkopf
verbunden werden, der eine Bohrung aufweist, die mit dem Inneren der Zellenkammer in Verbindung
steht, ferner einen Kolben, der in der Bohrung zur Ausführung einer Gleitbewegung angeordnet ist, wobei der
Kolben mit einer Einrichtung zum Halten eines Stopfens ausgerüstet ist, der in eine Einlaßöffnung der Zellenkammer
eingesetzt wird, ferner einen Abdichtungsbauteil aufweist, der an einem Ende der Bohrung angeordnet
ist, wobei der Abdichtungsbauteil zum Verschließen derBohrung vorgesehen und so konstruiert ist. daß
er in eine Stellung bewegt werden kann, in welcher er nicht die Bewegung des Kolbens entlang der Bohrung
am Abdichtungsbauteil vorbei behindert, ferner ein erstes Rohr aufweist, welches mit der Bohrung in einem
Bereich zwischen dem Abdichtungsbautcil und einem Bereich, wo die Zelle zu verbinden ist, in Verbindung
steht, wobei das erste Rohr zum Zuführen von unter Druck stehendem flüssigem Elektrodenmaterial nach
der Zelle vorgesehen ist, sowie ein zweites Rohr aufweist, welches mit der Bohrung in einem Bereich verbunden
ist, der auf der anderen Seite des Abdichtungsbauteils gegenüber demjenigen liegt, an dem das erste
Rohr in die Bohrung eintritt, wobei das zweite Rohr zum Verbinden einer Vakuum-Pumpeinrichtung mit
dem Inneren des Zellenraumes vorgesehen ist
Ferner wird durch die Erfindung eine elektrische Zelle geschaffen, die einen Raum zur Aufnahme einer Elektrode
aufweist die während des Gebrauchs der Zelle flüssig ist ferner einen Elektrolyten in Kontakt mit der
Elektrode, eine Festhalteeinrichtung zum Festhalten der Elektrode, wenn sie sich im flüssigen Zustand befindet,
um die Elektrode zu benetzen, sowie ein Gas aufweist, das unter einem Druck steht, der ausreicht um sicherzustellen,
daß die Elektrode im flüssigen Zustand in der Festhalteeinrichtung und dadurch in Kontakt mit dem
Elektrolyten bleibt
Die Festhalteeinrichtung kann in Form eines Dochtes aus einem Drahtn-iaschenbautei1. in Kontakt mit dem
Elektrolyten vorgesehen sein. Alternativ kann die Festhalteeinrichtung auch durch eine oder mehrere kleine
Kapillarspalten gebildet werden, die sich zwischen einem festen Bauteil und einem Fcststoffelektrolyten befinden,
beispielsweise kann der Elektrolyt ein hoher rohrförmiger Bauteil und der feste Bauteil ein rohrförmiger
Bauteil sein, der konzentrisch innerhalb oder außerhalb des Elektrolyten angeordnet ist, um einen Kapillar-Ringspalt
zwischen dem festen Bauteil und dem Elektrolyten zu bilden.
Bei einer besonderen elektrischen Zelle ist die flüssige Elektrode Natrium, die Zelle hat einen zweiten Raum
zur Aufnahme von Schwefel, und der Elektrolyt ist zwisehen dem Natrium und dem Schwefel angeordnet.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Füllen einer elektrischen Zelle gemäß der Erfindung werden
nunmehr beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt
Fig. 1 schematisch im Längsmittelschnitt eine elektrische
Zelle sowie eine Vorrichtung zum Füllen der erfindungsgemäßen Zelle, während
F i g. 2 den Füükonf der Vorrichtung nach F i g. 1 zum
Verbinden mit einer Zelle und zum Einsetzen eines Stopfens in die gefüllte Zelle wiedergibt.
Nach Fig. 1 hat eine elektrische Zelle 10 der beschriebenen Bauart im Schnitt eine runde Form, und bei
ihr werden flüssiges Natrium 1 als flüssige Anode und flüssiger Schwefel, imprägniert in einem Graphitfilm 2,
als Kathode verwendet. Ein rohrförmiger Beta-Aluminiumoxid-Elektrolyt
3 ist innerhalb eines äußeren Edelstahlgchäties
4 angeordnet, um einen äußeren Ringraum 6 für den flüssigen Schwefel und den Graphitfilm 2
zu bilden. Das flüssige Natrium 1 ist in einem inneren Raum 8 innerhalb des rohrförmigen Feststoffelektrolyten
3 enthalten. Ein Docht 5 aus Edelstahlmaschen von Rohrform ist angrenzend an den Feststoffelektrolyten 3
im inneren Raum 8 angeordnet, um als eine Festhalteeinrichtung für das flüssige Natrium 1 zu dienen, und ist
am einen Ende an eine Edelstahl-Abdichtungskappe 15 angeschweißt. Der Feststoffelektrolyt 3, das Gehäuse 4
und die Dichtungskappe 15 sind durch eine Gewinde-Endkappc 18 untereinander verbunden, die auf einem
Schraubgewinde an einem abgesetzten Teilstück 19 des Gehäuses sitzt, wobei eine Isolierpackung 16 und Kohlenstoff-Dichtungen
17 verwendet werden. Ein Zuführrohr 14 für den inneren Raum 8 steht von der Dichtungskappe
15 vor und wirkt außerdem als negative Klemme. Ein Zuführrohr 9 für den äußeren Raum 6 ist
an den Boden des Gehäuses 4 angeschweißt und wirkt außerdem als positive Klemme.
Die für das Füllen der elektrischen Zelle 10 mit flüssigem Natrium 1 verwendete Vorrichtung weist einen
beheizten Behälter 30 für flüssiges Natrium 1 auf, der mittels eines Rohres aus niedriglegiertem Stahl und
über ein Ventil 31 sowie über ein Edelstahlmaschenfilter
32 zum Zurückhalten von Natriumoxid mit einer beheizten Meßkammer 33 verbunden ist Die Meßkammer
33 ist über ein niedriglegiertes Rohr und ein Ventil 36 mit dem Zuführrohr 14 verbunden. Ein Zylinder 37, der
Argongas unter Druck enthält, steht mit dem Behälter 30 über ein Ventil 38 und mit der Meßkammer 33 über
ein Rohr mit einem Druckminderventil 39, einem Regelventil 40, einem Entlüftungsventil 41 und einem Druckmesser
42 in Verbindung.
In F i g. 2 ist ein Füllkopf 43 für die Verwendung bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung dargestellt Der
Füllkopf 43 weist einen Körper 44 auf, der mit einer zentralen Bohrung 45 versehen ist, die völlig durch den
Körper 44 hindurcn verläuft Die Bohrung 45 ist mit einem erweiterten Teilstück 46 zur Aufnahme eines
Kolbens 47 versehen, und zwei Rohre 48,49 stehen mit der Bohrung 45 in Verbindung.
In der Bohrung 45 ist in einem Bereich zwischen den Rohren 48, 49 ein Abdichtungsbauteil 50 vorgesehen.
Der Abdichiungsbauteil 50 ist in Form eines Zylinders konstruiert, der um eine Achse 5t drehbar ist, die quer
zur Mittelachse der Bohrung 45 verläuft. Der Zylinder ist in der Nähe der Stelle, wo er eigentlich durch die
Bohrung 45 verläuft, ausgearbeitet, um im Querschnitt in eirsr Ebene quer zu seiner Drehachse 51 einen Kreisausschnitt
übrig zu lassen. Die Sehne des Ausschnittes ist ein genügendes Maß von der Drehachse 51 des Zylinders
entfernt, so daß, wenn der Abdichfisngsbauteil 50 so gedreht wird, daß die Sehne in einer Ebene ausgerichtet
ist, die parallel zur Mittelachse der Bohrung verläuft, den Kolben 47 über den Abdichtungsbauteil 50
hinaus geschoben werden kann.
Der Kolben 47 sitzt mit Gleitsitz in dem erweiterten Bereich 46 und ist mit O-Ringdichtungen versehen, um
eine gasdichte Gleitdichtung zwischen dem Kolben 47 und dem Körner 44 herzustellen.
Der Kolben 47 hat ein Teilstück 52 von reduziertem Durchmesser, das noch einen kleineren Durchmesser als
die Bohrung 45 hat und am freien Ende mit einer Schraube 53 versehen ist. Die Schraube 53 ist für das
vorübergehende Halten eines konischen Stopfens 54 für den Einsatz in die Einlaßöffnung der elektrischen Zelle
vorgesehen. Der konische Stopfen 54 ist mit einer Gewindebohrung zum Aufschrauben auf die Schraube 53
ausgestattet.
Ein Verriegelungsstift 57, der durcn Löcher im Körper
44 und im Kolben 47 hindurchverläuft, ist vorgesehei um den Kolben 47 in der dargestellten zurückgezogenen
Stellung zu halten.
Das dem erweiterten Teilstück 46 abgelegene Ende der Bohrung 45 ist mit einem Loch 54 zur Aufnahme des
Zuführrohres 14 einer zu füllenden Zelle versehen und bei 55 konisch erweitert, um eine O-Ringdichtung 56
aufzunehmen, die über die Ausseite des Zuführrohres 14 der Zelle gestreift wird.
Eine zu füllende Zelle wird auf einen vertikal beweglichen Tisch 58 aufgebracht, und der Tisch 58 wird in
Richtung auf den Füllkopf 43 bewegt, um eine Abdichtungsverbindung zwischen dem Kopf 43 und der Zelle
herzustellen.
Die Rohrleitung vom Ventil 36 der Fig. 1 wird mit
dem Rohr 48 des Füllkopfes 43 verbunden, und die in F i g. 1 mit »zur Vakuumpumpe« bezeichnete Rohrleitung
wird mit dem Rohr 49 verbunden.
Das Verfahren zum Füllen der elektrischen Zelle 10 mit flüssigem Natrium 1 besteht darin, daß erstens ein
Vakuum an die Meßkammer 33 angelegt wird, die leer sein sollte, sowie an den inneren Raum 8, wobei eine
Vakuumpumpeinrichtung (nicht dargestellt) verwendet wird, die mit dem Rohr 49 des Füllkopfes 43 verbunden
ist, wobei die Ventile 3t, 40 und 41 geschlossen sind, das Ventil 36 geöffnet ist und der Absperrbauteil 50 in die in
F i g. 2 dargestellte Stellung geöffnet ist. Der Behälter 30, der daß flüssige Natrium 1 enthält, die Meßkammer
33 und die elektrische Zelle werden auf eine Temperatur von annähernd 150° C erhitzt Das Ventil 36 wird dann
geschlossen, der Behälter 30 wird durch öffnen des Ventils 38 unter Druck gesetzt, und das Ventil 31 wird geöffnet,
um die erforderliche Menge von flüssigem Natrium 1 in die Meßkammer 33 einzulassen. Die Ventile 31 und
38 werden dann geschlossen. Das Ventil 36 wird dann geöffnet und der Absperrbauteil 50 um 90° in die Geschlossenstellung
(in F i g. 2 gestrichelt dargestellt) gedreht um dem flüssigen Natrium 1 die Möglichkeit zu
geben, sich in den inneren Raum 8 zu ergießen.
Das Ventil 40 wird dann geöffnet, wobei das Druckminderventil 39 auf eine Atmosphäre eingestellt ist, um
das flüssige Natrium 1 im inneren Raum 8 mit Argon unter Druck zu setzen, wodurch das flüssige Natrium 1
gezwungen wird, durch die Räume im Docht 5 bis auf die Oberfläche des Feststoffeiektrolyten 3 zu fließen.
Ein Druck, der wenige Minuten zur Einwirkung gebracht wird, ist ausreichend, um ein im wesentlichen
komplettes Durchdringen des Dochtes 5 sicherzustellen. Das Ventil 40 wird daraufhin geschlossen, und die Meßkammer
33 sowie die elektrische Zelle 10 läßt man auf Umgebungstemperatur abkühlen. Das Entlüftungsventil
41 wird verwendet, um gegebenenfalls den Gasdruck innerhalb des inneren Raumes 8 und der Vorrichtung
auf etwa eine Atmosphäre während des Füllvorganges zu begrenzen. Wenn die elektrische Zelle 10 Raumtemperatur
hat, wird das Ventil 36 geschlossen, der Absperrbauteil 50 wird um 90° in die Offenstellung gedreht,
und eine Vaküurneinrichtting wird effektiv wieder
mit dem Rohr 49 verbunden, um den inneren Raum 8 zu evakuieren und den Argondruck in diesem inneren
Raum 8 auf etwa 333,3 mbar zu reduzieren, was ausreicht, um das flüssige Natrium 1 im Docht 5 zu halten,
bis die elektrische Zelle 10 bei Gebrauch auf 360°C erhitzt wird, wenn eine Kapillarwirkung des flüssigen
Natriums 1 im Docht 5 stattfindet. Der Verriegelungsstift 57 wird dann weggenommen und der Kolben 47
nach innen geschoben, um den konischen Stopfen 54 in die Einlaßöffnung der Zelle 10 zu drücken und damit die
Zelle 10 abzudichten. Der Kolben 47 wird gedreht, um ihn vom konischen Stopfen 54 abzudrehen. Der Tisch 58
wird dann herabgelassen und die Zelle 10 von ihm entfernt. Der konische Stopfen 54 wird nachfolgend an das
Zuführrohr 14 der Zelle 10 angeschweißt. Alternativ kann das Argongas durch die Vakuumpumpeinrichtung
vor dem Abdichten der Zelle herausgenommen werden, um auf diese Weise ein Vakuum im Raum oberhalb des
flüssigen Natriums im inneren Raum 8 übrigzulassen; doch kann eine gewisse Menge von flüssigem Natrium 1
aus dem Docht 5 herausfließen, bis die elektrische Zelle 10 bei Gebrauch auf 360°C erhitzt worden ist und die
Kapillarwirkung auftritt
Obwohl die Erfindung in bezug auf das Unterdrucksetzen des flüssigen Natriums, wenn dieses sich im inneren
Raum 8 befindet, beschrieben worden ist, kann der Druck auch zur Einwirkung gebracht werden, bevor das
Ventil 36 geöffnet wird, während das flüssige Natrium 1 sich in der Meßkammer 33 befindet, um auf diese Weise
die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit welcher das flüssige Natrium 1 in den inneren Raum 8 eingespeist wird,
oder um irgendwelche Hindernisse für die Strömung am Eintritt dieses inneren Raumes 8 zu überwinden.
Natürlich ist die Erfindung auch anwendbar bei elektrischen Zellen, die andere Festhalteeinrichtungen aufweisen,
wie beispielsweise den vorerwähnten schmalen Ringraum, der durch ein Metalirohr, das konzentrisch
zu einem rohrförmigen Feststoffelektrolyten verläuft, gebildet wird. Auch kann die Lage der flüssigen Anode
relativ zur Flüssigkeit so transportiert werden, daß der Raum für die flüssige Anode teilweise den Raum für die
flüssige Kathode umgibt wie beispielsweise in der zugehörigen Patentanmeldung P 25 09 982.5 beschrieben.
Die Erfindung ist auch bei anderen flüssigen Anodenmaterialien anwendbar, wo es erwünscht ist sicherzustellen,
daß diese eine Festhalteeinrichtung innerhalb einer elektrische Zelle, wenn diese gefüllt wird, durchdringen.
Andere Gase, wie beispielsweise Helium oder Stickstoff, können verwendet werden, vorausgesetzt
daß sie nicht mit dem als flüssige Anode verwendeten Material reagieren.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
15
30
U
hO
Claims (20)
1. Verfahren zum Füllen einer elektrischen Zelle, die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode,
einen Elektrolyten sowie eine Festhalteeinrichtung in dem Raum zum Festhalten der flüssigen
Elektrode aufweist, um eine Oberfläche des festen Elektrolyten zu benetzen, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Raum (8) flüssiges Elektro- ι ο denmaterial (1) eingebracht wird, daß die Festhalteeinrichtung
(5) mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) in Kontakt gebracht wird und daß das Elektrodenmaterial
(1) einem Druck ausgesetzt wird, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial (1) zu
zwingen, die Festhalteeinrichtung (5) zu durchdringen und dadurch den Elektrolyten (3) zu benetzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, «iiß das flüssige Elektrodenmaterial (1)
durch eine Einrichtung unter Druck gesetzt wird, die inmittelbar auf das flüssige Elektrodenmaterial (1)
einwirkt
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) durch ein Gas unter Druck gesetzt wird, welches auf
die Flüssigkeit einwirkt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Elektrodenmaterial
(1) eine Schmelzflüssigkeit ist, die sich bei Abkühlung verfestigt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) Natrium ist.
6. Verfahren nach einem dt^ Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt
wird, daß ein unter Druck stehendes inertes Gas in den Raum oberhalb der flüssigen Elektrode (1) eingebracht
wird und daß der Raum (8) dann abgedichtet wird, um das unter Druck stehende Gas im Raum
(8) festzuhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im Raum (8) eingefangene Gas das
gleiche ist, welches zum Unterdrucksetzen des flüssigen Elektrodenmaterials (1) verwendet wird, um dieses
zwingen, die Festhalteeinrichtung (5) zu durchdringen.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen
Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß ein unter Druck stehendes Gas mit einem Druck, der ausreicht,
um die Flüssigkeit (1) zu zwingen, in die Festhalteeinrichtung (5) einzudringen, verwendet wird,
damit die flüssige Elektrode (1) den Elektrolyten (3) benetzt, daß der Druck des Gases auf einen Wert
unterhalb desjenigen reduziert wird, der dazu verwendet wird, die flüssige Elektrode (1) in die Festhalteeinrichtung
(5) hineinzuzwingen, und daß der Raum (8) abgedichtet wird, um das Gas im Raum (8)
auf dem reduzierten Druck zu halten. bo
9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet,
daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß
letzteres zur Bildung eines festen Körpers abgekühlt wird, daß der Raum oberhalb des verfestigten Elek- b5
trodenmaterials (1) teilweise evakuiert wird, und daß dann der Raum (8) abgedichtet wird.
10. Verfahren nach ArisDrudi4 oder 5. dadurch
gekennzeichnet, daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß das
flüssige Elektrodenmaterial (1) abgekühlt wird, um einen festen Körper zu bilden, und daß der Raum
oberhalb der verfestigten Elektrode (1) mit einem inerten Gas gefüllt wird.
11. Vorrichtung zum Füllen einer elektrischen Zelle,
die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten sowie eine Festhalteeinrichtung
zum Festhalten des flüssigen Elektrodenmaterials, damit dieses den Elektrolyten benetzt,
aufweist, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung eine Meßkammer (33) zur Aufnahme von flüssigem
Elektrodenmaterial (1) aufweist, wobei die Meßkammer (33) eine Einrichtung (31, 32) aufweist,
welche sie mit einer elektrischen Zelle (10) verbindet, ferner eine Zuführeinrichtung (30, 31, 32) zum
Zuführen von flüssigem Elektrodenmaterial (1) in die Meßkammer (33), eine Einrichtung, weiche das Innere
dss Raumes 'S^ einem reduzierten Druck unterwirft,
sowie eine Druckerzeugungseinrichtung aufweist, welche das flüssige Elektrodenmaterial (1) einem
Druck aussetzt, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial (1) zu zwingen, die Festhalteeinrichtung
(5) zu durchdringen und dadurch den Elektrolyten (3) benetzen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Speisebehälter (30) zum Halten eines Vorrates von flüssigem Elektrodenmaterial
(1) vorgesehen ist und daß der Speisebehälter (30) mit der Meßkammer (33) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßkammer (33) mit der Zelle (10) über einen Füllkopf (43) verbunden ist,
der eine Bohrung (45) aulweist, die mit dem Inneren des Raumes (8) der Zelle (10) in Verbindung steht,
daß ein Kolben (47) zur Ausführung einer Gleitbewegung entlang der Bohrung (4?)^ngeordnet ist und
mit einer Einrichtung (53) zum Tragen eines Stopfens (54) für das Einsetzen in eine Einlaßöffnung des
Raumes (8) der Zelle (10) versehen ist, daß ein Absperrbauteil (50) in der Nähe des einen Endes der
Bohrung (45) zum Schließen der Bohrung (45) vorgesehen und so aufgebaut ist, daß er in eine Stellung
bewegt werden kann, in der er die Bewegung des Kolbens (47) entlang der Bohrung (45) über den Absperrbauteil
(50) hinaus nicht behindert, daß ein erstes Rohr (48) mit der Bohrung (45) in einem Bereich
zwischen dem Absperrbauteil (50) und einem Bereich, wo die Zelle (10) anzuschließen ist, zum Zuführen
von unter Druck stehendem flüssigem Elektrodenmaterial (1) zur Zelle (10) vorgesehen ist, und daß
ein zweites Rohr (49), welches mit der Bohrung (45) in einem Bereich auf der anderen Seite des Absperrbauteils
(50) gegenüberliegend derjenigen Seite, wo das erste Rohr (48) in die Bohrung (45) eintritt, angeordnet
ist, wobei das zweite Rohr (49) zum Verbinden einer Vakuumpumpeinrichtung mit dem Inneren
des Raumes (8) der Zelle (10) vorgesehen ist.
14. Elektrische Zelle gefüllt nach einem der Ansprüche
1 bis K),mit einem Raum,dereine Elektrode
enthält, die während der Verwendung der Zelle flüssig ist, mit einem Elektrolyten, der mit der Elektrode
in Kontakt steht, sowie mit einer Festhalteeinrichtung zum Festhalten der Elektrode, wenn diese sich
im flüssigen Zustand befindet, um den Elektrolyten zu benetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas
mil einem solchen Druck, daß die Elektrode (1).
wenn diese sich im flüssigen Zustand befindet, in der
Festhalteeinrichtung (5) verbleibt und daher den Elektrolyten (3) berührt, im Raum (8) der Zelle (10)
vorgesehen ist
15. Elektrische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung (5) ein
Docht ist, der mit dem Elektrolyten (3) in Kontakt steht.
16. Elektrische Zelle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung
(5) die Form eines Draht-Maschenwerks hat, weiches mit dem Elektrolyten (3) in Kontakt steht.
17. Elektrische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung (5) aus
einem oder mehreren kleinen Kapillarspalten besteht, die sich zwischen einem festen Bauteil und
einem festen Elektrolyten (3) befinden.
18. Elektrische Zelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (3) ein hohler
rohrförmiger Bauteil ist und daß der feste Bauteil ein rohrförrniger Baute;! äst, der konzentrisch zum Elektrolyten
(3) angeordnet ist, um einen rir^förmigen
Kapillarspalt zwischen dem festen Bauteil und dem Elektrolyten zu bilden.
19. Elektrische Zelle nach einem der Ansprüche 14
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Elektrode (1) aus Natrium besteht, daß die Zelle (10)
einen zweiten Raum (6) aufweist, der Schwefel enthält, und daß der Elektrolyt (3) zwischen dem Natrium
(I) und dem Schwefel angeordnet ist.
20. Elektrische Zelle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (3) aus Beta-Aluminiumoxid
besteht.
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